据英国《每日电讯报》网站6月10日报道,科学家提出,宇宙大爆炸理论是错误的,其实宇宙位于一个黑洞之中。
比利时理论物理学家乔治·勒迈特在20世纪30年代提出,宇宙诞生自一个“原始原子”。自那以来,研究人员一直认为,现有的所有物质都是在一个密度无限大的点爆炸后产生的,这个点也称为奇点。
由英国朴次茅斯大学宇宙学与引力研究所带领的国际物理学家团队现在提出,宇宙并非诞生自奇点爆炸,而是在制造出了一个大型黑洞的巨大引力坍缩之后产生的。
黑洞内的物质被压缩,然后大量储存的能量导致黑洞像压缩过的弹簧那样反弹,从而创造出了我们的宇宙。
这一新理论被命名为“黑洞宇宙观”,该理论认为我们的宇宙并不是从虚无中诞生的,而是一个持续的宇宙循环中的一部分。
该理论还提出,我们宇宙的边界是黑洞的事件视界,而因为光无法逃脱出黑洞的事件视界,所以我们无法观测到所在宇宙之外的上一级宇宙。该理论还暗示在其他黑洞中可能也存在着我们无法观测到的宇宙。
恩里克·加斯塔尼亚加教授说:“我们展示出,引力坍缩不一定会最终形成奇点,我们发现坍缩的物质云可以形成高密度的状态,然后再反弹,向外弹出一个新的膨胀阶段。”
“而在反弹之后出现的,是一个与我们所在的宇宙非常相似的宇宙。更加令人惊讶的是,反弹过程自然而然就创造出一个加速膨胀阶段,这并不是由一种假设的力场造成的,而是反弹自身的物理特性,”加斯塔尼亚加说,“我们现在有了一个完整合理的答案,表明反弹不仅是可能的,而且是在合适的条件下必然出现的。”
宇宙大爆炸理论的基础是经典物理学,但科学家一直以来都难以让大爆炸理论符合量子力学的效果,后者给物质能够被压缩到什么程度设置了上限。
罗杰·彭罗斯和斯蒂芬·霍金等物理学家曾提出,黑洞内部的引力坍缩肯定会形成奇点,但在新模型的框架下,这并不一定会发生。物质并不需要无限地压缩,只要压缩到能够反弹就可以。
与大爆炸理论不同,新理论的模型能够同时满足广义相对论和量子物理学。
加斯塔尼亚加补充说:“彭罗斯和霍金提出的著名奇点定理假设物质能够无限地压缩,与其形成鲜明对比,我们的依据是量子物理学给物质能够被压缩到什么程度设置了上限。”
他指出:“‘黑洞宇宙观’还给我们在宇宙中的地位提供了一个新视角。在这个理论框架下,我们整个可观测的宇宙位于黑洞之内,而黑洞则是在更大的‘上级’宇宙中形成的。”
加斯塔尼亚加说:“我们并不特别,所见证的并非是从无到有生万物的过程,而是持续的宇宙循环的一部分——引力、量子力学和两者之间深刻的相互关联所形成的宇宙循环。”
宇宙可能存在于一个黑洞之中的理论由印度理论物理学家拉杰·库马尔·帕特里亚在1972年首次提出,但未获得太多关注。
然而,詹姆斯·韦布空间望远镜近来的观测结果使得人们再度开始对这个概念感兴趣。
今年3月,处于早期阶段的星系图像显示,三分之二的星系是按照顺时针方向自转的,另外三分之一按照逆时针方向自转。在一个随机的宇宙中,星系的自转方向应该是各占一半,那么肯定有什么导致了顺时针自转更多的反常现象。
一种解释是宇宙自诞生起就在旋转,而如果宇宙诞生在黑洞之内的话就是这样的。
美国堪萨斯州立大学计算机科学教授利奥尔·沙米尔说:“这种解释与‘黑洞宇宙观’等理论相符,‘黑洞宇宙观’假定整个宇宙就是一个黑洞的内部。”
大质量恒星核心坍缩会引发超新星爆发,然后就会形成黑洞。黑洞无法直接观测到,因为其巨大的引力会将光吸引到黑洞中心。
然而,科学家可以观测到黑洞巨大引力对周边恒星和气体的作用,这有时会形成发出X射线的旋转气体吸积盘。
在“黑洞宇宙观”的理论框架下,每一个黑洞都能够创造出一个新的“小宇宙”,这个宇宙通过爱因斯坦-罗森桥与外部宇宙连接在一起,又称“虫洞”。
科学家希望新模型或许还能够解释其他宇宙奥秘,例如超大质量黑洞的起源,暗物质的性质,以及星系如何形成和进化。
这项新研究发表在《物理评论D》杂志上。(编译/胡雪)